ФОГТА ЭФФЕКТ

ФОГТА ЭФФЕКТ

- один из эффектов магнитооптики, заключающийся в возникновении двойного лучепреломления эл.-магн. волны (обычно света) при её распространении в Твёрдых телах (напр., кристаллах) в направлении, перпендикулярном внеш. магн. полю, в к-ром находится тело. Этот эффект наз. также Коттона - Мутона эффектом, если свет распространяется в газе или жидкости, т. е. в средах со свободными молекулами, имеющими спонтанный или индуцированный магн. момент. Назван по имени В. Фогта (V. Voigt).

Ф. э. проявляется в том, что линейно поляризованное эл.-магн. излучение после прохождения слоя изотропного твёрдого вещества, помещённого в магн. поле, в направлении, перпендикулярном магн. полю, становится эллиптически поляризованным. Это обусловлено возникающей в магн. поле оптической анизотропией вещества с выделенным направлением вдоль магн. поля. Составляющие эл.-магн. волны, линейно поляризованные вдоль и поперёк магн. поля, имеют разную скорость распространения, поэтому при прохождении слоя вещества они приобретают разность фаз и выходящее из слоя излучение оказывается эллиптически поляризованным (обычно выбирают свет, линейно поляризованный под углом, близким к 45° относительно магн. поля). Фазовый сдвиг , определяющий параметры эллипса поляризации, пропорционален толщине слоя / и разности показателей преломления для волн, поляризованных соответственно вдоль и поперёк магн. поля:

где с-скорость света, -частота эл.-магн. поля.

В общем случае оптически анизотропной среды величина выражается через компоненты тензора диэлектрич. проницаемости . Для слабопоглощающей среды

где ось z направлена вдоль магн. поля, а ось х перпендикулярна направлениям магн. поля и распространения эл.-магн. волны. Поскольку, в силу Онсагера теоремы, диагональные компоненты тензора являются чётными ф-циями напряжённости магн. поля, тем же свойством обладает и фазовый сдвиг , так что Ф. э., в отличие от линейного Фарадея эффекта, является квадратичным по магн. полю. В не очень сильных магн. полях величина , где коэф. V зависит от частоты эл.-магн. поля и определяется механизмом взаимодействия излучения с твёрдым телом. Так, в ИК-области, где оптич. свойства кристалла определяются свободными носителями заряда,

где е, N и т - заряд, концентрация и эфф. масса носителей заряда.

Поскольку величина компоненты зависит от направления магн. поля относительно кристаллографич. осей кристалла, Ф. э. может быть анизотропным даже в оптически изотропных кристаллах. Напр., в кубич. полупроводниках с анизотропными изоэнергетич. поверхностями (n-Ge, n-Si) является анизотропной величиной, зависящей от ориентации магн. поля в кристалле. В то же время в кубич. полупроводниках со сферич. изоэнергетич. поверхностями Ф. э. изотропен. T. о., исследование Ф. э. даёт информацию о форме изоэнергетич. поверхностей в кубич. полупроводниках. Ф. э. используется также для определения эфф. массы носителей заряда.

В полупроводниках обычно при Э. Наиб, величины Ф. э. достигает в магнитоупорядоченных кристаллах (напр., ферромагнетиках), где он обусловлен не внеш. магн. полем, а спонтанной намагниченностью.

Лит.: Смоленский Г. А., Писарев P. В., Синий И. <Г. Двойное лучепреломление света в магнитоупорядоченных кристал лах, «УФН», 1975, т. 116, с. 231; Сизов Ф. Ф., Уханов Ю. И, Магнитооптические эффекты Фарадея и Фогта в применении к по лупроводникам, К., 1979. Э. M. Эпштейн

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1988.